Рассмотренная структурная схема автономной системы в боль]шинстве случаев может быть значительно упрощена. На рис. 6-2, 5 изображена схема, в которой не учтено квантование по уровню.' Кроме того, считается, что периоды дискретности Т% и Тъ равны между собой и значительно меньше периода дискретности Тг. Синтез автономной системы регулирования положения в этом слу]чае может быть осуществлен методами, разработанными для непре]рывных систем.
Выходное напряжение экстранолятора воздействует на ана]логовую неизменяемую часть контура положения с передаточной функцией WH(f> (р).
Корректирующие устройства ЦКУ1 и ЦКУ2 обрабатывают инфор]мацию соответственно в ЦВМ и ВУ, реализуя принятые законы управления. Звенья постоянного запаздывания e~Xip, e~XiP, е~Хзр учитывают время, затрачиваемое ЦВМ, ВУ и ПУК на обработку информации. Эффект квантования по времени учитывается вве]дением импульсных элементов (ключи), имеющих периоды дискрет]ности Tlt Т2, Т3. Эффект квантования по уровню отображается нелинейными элементами ИЭ1, НЭ2, НЭЗ, имеющими релейную характеристику с числом ступеней п = 2й 1, где а число используемых двоичных разрядов. Экстраполятор Э преобразует дискретный сигнал в непрерывный. Если применен экстраполятор нулевого порядка, то его задача состоит в запоминании информа]ции в течение времени, равного периоду дискретности Тг. Переда]точная функция его в этом случае есть
В общем случае структуру цифровой системы регулирования положения можно представить в виде рис. 6-2, а [32]. Цифровые
В цифровом контуре регулирования значение величины, полу]ченное в результате математических действий, выполненных в тече]ние данного периода дискретности, обычно остается неизменным и в последующий период дискретности. Таким образом происхо]дит процесс квантования по времени, представляющий собой про]цесс превращения непрерывной функции времени в ступенчатую. Кроме того, цифровое представление величин характеризуется тем, что возможна фиксация не любых значений величины, а ряда значений, отличающихся друг от друга на единицу младшего " разряда. Так происходит квантование по уровню. Сочетание этих особенностей приводит к тому, что цифровой контур представляет собой нелинейную дискретную систему [7].
В неавтономной системе ЦВМ включается в контур регулиро]вания и задачи, выполняемые в автономной системе В У, возла]гаются на ЦВМ.
По принципу действия ЦВМ выполняет необходимые математи]ческие операции в течение определенного времени, называемого периодом дискретности. Если на ЦВМ возложено решение боль]шого круга сложных задач по управлению всем технологическим процессом и рассматриваемая система управления положением явл^епся одной из многих локальных систем, то период дискрет]ности не может быть сделан достаточно малым и использование ЦВМ в контуре регулирования оказывается нерациональным. Тогда си]стема управления положением выполняется как автономная. За]дачей ЦВМ в этом случае является выработка предписанного значения перемещения в цифровом виде.
Одним из наиболее перспективных направлений прн создании цифровых систем управления положением является применение упр.1Вляющих цифровых вычислительных машин (ЦВМ). Характер связи ЦВМ с системой управления приводом может быть различ]ным.
В цифровом контуре положения измерительным элементом является дискретный датчик обратной связи (ДОС). С помощью схемы преобразования (СП) с него снимается сигнал в двоичной коде, благодаря чему датчик вместе со схемой преобразования пред]ставляет собой преобразователь «угол код» (ПУК) или пре]образователь «линейное перемещение код». Вычислительное уст]ройство (ВУ)у сравнивая полученные в цифровой форме предписан]ное значение (задание) н истинное значение, определяет код ошибки, а также вырабатывает в цифровой форме корректирующий сигнал (например, интеграл или производную от ошибки) и преобразует результат вычислений в напряжение, действующее на вход кон]тура скорости.
При ограничении выходного напряжения РЯ значением максимальная скорость двигателя не превышает номинального значения сон.
В ряде случаев для повышения точности работы при малых рассогласованиях система снабжается датчиками грубого и точного отсчетов. В этом случае в диапазоне малых углов рассогласования работает система точного отсчета, в которой датчик соединен с ва]лом ИО через повышающий редуктор, а прн больших рассогласо]ваниях контроль положения осуществляется датчиком грубого отсчета, непосредственно связанным с исполнительным валом.
Висимость f (бф) имеет синусоидальный характер, можно считать, что kz<L ж const, так как уже при сравнительно неболь]ших значениях напряжения мсс-д регулятор положения ограничи]вается, т, е. замкнутому контуру положения соответствует работа в начальной, близкой к линейной части синусоиды.
Параметрами, характеризующими неизменяемую часть контура положения, являются передаточное чнсло редуктора t, коэффи]циент передачи пары сельсинов kce, связывающий напряжение на выходе СД с угловым рассогласованием бф, и передаточный коэффициент фазочувствительного выпрямителя Хотя за]
В первом случае измерительным элементом являются сельсины, работающие в трансформаторном режиме. Сельсин-приемник (СП) связан с исполнительным органом (МО), который приводится двигателем М через редуктор Рд. Подача и а вход управляющего воздействия, которым является поворот сельсин а-датчика (СД) на некоторый угол фу относительно согласованного с сельсином - прнемником положения, вызывает появление на его однофазной обмотке напряжения переменного тока нсс. д, значение которого определяется значением угла рассогласования, а фаза направ]лением поворота относительно согласованного положения, т. е. зна]ком угла. С помощью фазочувствительного выпрямителя (ФВЧ) это напряжение выпрямляется, причем полярность напряже - ния Ыф.^,, определяется знаком рассогласования. Напряжение, появившееся на выходе регулятора положения (РЯ), воздействует иа вход контура скорости, и двигатель вращается, отрабатывая рассогласование до тех пор, пока ие установится равенство ф фу.
В большинстве случаев мощные промышленные системы управ]ления положением строятся сегодня по принципам подчиненного регулирования прн пнтаиии двигателей постоянного тока от ТП. При этом внутренние контуры тока и скорости выполняются, как это было описано в п. 2-2-2, н к ним добавляется цифровой нли аналоговый контур регулирования положения. На рис. 6-1 пока]зана схема системы управления положением, в которой при пере]ключении переключателя П может быть осуществлено замыкание аналогового или цифрового внешнего контура.
Контроль положения осуществляется с помощью датчиков, которые в аналоговой нлн днекретиой форме дают информацию о перемещении рабочего органа механизма на протяжении всего пути. В качестве датчиков используются сельсины, вращающиеся трансформаторы, индуктоенны, импульсные и цифровые датчики и др.
Системы регулирования положения представляют собой класс систем с чрезвычайно широким диапазоном назначений. Онн нахо]дят применение в различных промышленных установках и роботах в качестве систем наведения антени, оптических телескопов, и ра]ди от елее коп ов, для стабилизации различных платформ в условиях качки оснований, на которых монтируются эти платформы, и т. д. Мощность исполнительных двигателей составляет от единиц и десятков ватт до десятков и сотен киловатт, нх питание осущест]вляется от электромашинных, тиристорных преобразователей или транзисторных усилителен мощности. Большую группу приводов с регулированием положения составляют гидравлические и пнев]матические приводы, которые здесь не рассматриваются.
ПРИНЦИП ПОСТРОЕНИЯ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ ПОЛОЖЕНИЕМ
Информационно-справочный сайт по электрике и электронике
АВТОМАТИЧЕСКИЕ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ ПОЛОЖЕНИЕМ МЕХАНИЗМА | Электрику
Комментариев нет:
Отправить комментарий